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7.2 Voraussage von dynamischen Maschinenbelastungen
Drehzahlbereich (unter 2000 min -1 ) sind die im Prozesskraftmodell beschriebenen
Abhängigkeiten ohne erheblichen Einfluss von zusätzlichen Schwingungen
zu erkennen. Dort steigen die Kraftschwankungen unbeeinflusst von Maschinenschwingungen,
wie in Tabelle 6-2 beschrieben, mit steigendem Vorschub an.
Zum Vergleich der simulierten und gemessenen Werte wurden in Abbildung 7-5
und Abbildung 7-6 die Werte der experimentell ermittelten Prozesskraftschwankungen
aus Abschnitt 6.3 eingeblendet. Hier zeigt sich ein Dilemma in der Entwicklung
des Prozesskraftmodells. Die in Abschnitt 6.3 durchgeführten Schweißversuche
konnten nicht entkoppelt von der schwingenden Maschinenstruktur
durchgeführt werden. Demnach enthalten die Ergebnisdaten, die zur Erzeugung
des Prozesskraftmodells verwendet wurden, bereits Kraftanteile, die auf die Maschinenschwingungen
zurückzuführen sind. Einerseits sind diese Daten damit
geeignet, das in diesem Kapitel aufgebaute Gesamtmodell zu bewerten und es
müssen keine neuen Versuche durchgeführt werden. Andererseits bedeutet dies,
dass das Prozesskraftmodell streng genommen teilweise ungenaue Zusammenhänge
abbildet. Zudem ist es nicht möglich, den genauen Betrag des Fehlers anzugeben.
Auch wenn während der Versuche die Schwingungen aufgezeichnet
würden und damit der Einfluss der Maschine gemessen würde, sind die Zusammenhänge
zwischen diesen Schwingungen und den Kräften nicht bekannt, weil
diese erst durch das Prozesskraftmodell abgebildet werden. Trotz dieser Tatsache
können die Simulationsergebnisse für verschiedenste Aufgabenstellungen verwendet
werden. Begründet liegt dies darin, dass viele Versuche zur Erstellung
des Prozesskraftmodells in Parameterbereichen durchgeführt wurden, die nicht
mit Maschineneigenfrequenzen zusammenfallen. Die Einflüsse des dynamischen
Maschinenverhaltens sind dort begrenzt.
Die lineare Regression zur Berechnung der Geradengleichungen und die Mittelung
über z. B. mehrere Versuchsreihen von z. B. verschiedenen Eintauchtiefen
tragen ebenfalls dazu bei, dass einzelne Extremwerte weniger stark ins Gewicht
fallen. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die Prozesskraftschwankungen
im betrachteten Parameterbereich zumindest qualitativ gut abgebildet werden.
So ist deutlich zu erkennen, dass die Werte im Bereich zwischen 2000 min -1
und 3500 min -1 sowohl bei den Simulationen als auch bei den experimentellen
Betrachtungen minimale Werte annehmen und für höhere Drehzahlen wieder
ansteigen. Zur Bewertung der Maschinen und zur Festlegung von Schweißparameterbereichen
sind die erstellten Modelle also gut geeignet. Dies ermöglicht
beispielsweise die Erhöhung der Lebensdauer von hoch belasteten Maschinenkomponenten
durch Auswahl von Schweißparametern mit niedrigen Prozess-
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